Принципы построения и проектирования базы данных
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?т, представляющий собой поименованный линейный кортеж полей данных. Каждому сегменту (кроме S1-корневого) соответствует один входной и несколько выходных сегментов. Каждый сегмент структуры лежит на единственном иерархическом пути, начинающемся от корневого сегмента (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Иерархическая модель данных
Достоинства такой модели несомненны: простота представления предметной области, наглядность, удобство анализа структур и простота их описания. К недостаткам следует отнести сложность добавления новых и удаления существующих типов записей, невозможность отображения отношений, отличающихся от иерархических, громоздкость описания и информационную избыточность.
Сетевая модель данных. В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел,связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. Сетевая модель СУБД во многом подобна иерархической: если в иерархической модели для каждого сегмента записи допускается только один входной сегмент при N выходных, то в сетевой модели допускается несколько входных сегментов наряду с возможностью наличия сегментов без входов с точки зрения иерархической структуры.
Графическое изображение структуры связей сегментов такого типа моделей представляет собой сеть. Сегменты данных в сетевых БД могут иметь множество связи с сегментами старшего уровня. На рис. 3.2 представлен пример структуры сетевой модели данных.
Рис. 3.2. Сетевая модель данных
По сравнению с иерархическими сетевые модели обладают рядом существенных преимуществ: возможность отображения практически всего многообразия взаимоотношений объектов предметной области, непосредственный доступ к любой вершине сети (без указания других вершин), малая информационная избыточность. Вместе с тем в сетевой модели невозможно достичь полной независимости данных - с ростом объема информации сетевая структура становится весьма сложной для описания и анализа.
Известно, что применение на практике иерархических и сетевых моделей данных в некоторых случаях требует разработки и сопровождения значительного объема кода приложения, что иногда может вызвать перегрузку ИС.
Реляционная модель данных. В основе реляционной модели данных лежат не графические, а табличные методы и средства представления данных и манипулирования ими (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Реляционная модель данных
В реляционной модели для отображения информации о предметной области используется таблица, называемая отношением. Строка такой таблицы называется кортежем, столбец - атрибутом. Каждый атрибут может принимать некоторое подмножество значений из определенной области - домена.
Табличная организация БД позволяет реализовать ее важнейшее преимущество перед другими моделями данных, а именно возможность использования точных математических методов манипулирования данными, и прежде всего аппарата реляционной алгебры и иiисления отношений. К другим достоинствам реляционной модели можно отнести наглядность, простоту изменения данных и организации разграничения доступа к ним.
Основным недостатком реляционной модели данных является информационная избыточность, что ведет к перерасходу ресурсов ВС. Однако именно реляционная модель данных находит все более широкое применение в практике автоматизации информационного обеспечения профессиональной деятельности.
Подавляющее большинство СУБД, ориентированных на персональные ЭВМ, являются системами, построенными на основе реляционной модели данных - так называемыми реляционными СУБД.
Бинарная модель данных. Это графовая модель, в которой вершины являются представлениями простых однозначных атрибутов, а дуги - представлениями бинарных связей между атрибутами (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Бинарное отношение
Бинарная модель не получила особо широкого распространения, но в ряде случаев находит практическое применение.
Так, в области ИИ уже давно ведутся исследования с целью представления информации в виде бинарных отношений. Рассмотрим тройку объект - атрибут - значение. Тройка Кузнецов - возраст - 20 означает, что возраст некоего Кузнецова равен 20 годам. Эта же информация может быть выражена, например, бинарным отношением ВОЗРАСТ. Понятие бинарного отношения положено в основу таких моделей данных, как, например, Data Semantics и DIAM II.
Бинарные модели данных обладают возможностью представления связей любой сложности (и это их несомненное преимущество), но вместе с тем их ориентация на пользователя недостаточна .
Семантическая сеть. Семантические сети как модели данных были предложены исследователями, работавшими над различными проблемами ИИ. Так же, как в сетевой и бинарной моделях, базовые структуры семантической сети могут быть представлены графом, множество вершин и дуг которого образует сеть. Однако семантические сети предназначены для представления и систематизации знаний самого общего характера .
Таким образом, семантической сетью можно iитать любую графовую модель (например, помеченный бинарный граф) при условии, что изначально четко определено, что обозначают вершины и дуги и как они используются.
Семантические сети являются богатыми источниками идей моделирования данных, чрезвычайно полезных в плане решения проблемы представления сложных ситуаций. Они могут быть использованы независимо или совместно с идеями, положенными в основу других моделей да